Papel das espécies reativas de oxigênio e do óxido nítrico no remodelamento eletromecânico do coração durante a fase aguda da cardiomiopatia chagásica

A infecção por Trypanosoma cruzi leva ao desenvolvimento de uma resposta inflamatória intensa. Dentre as consequências dessa inflamação, altos níveis de espécies reativas de oxigênio (ROS) e óxido nítrico (NO) são produzidos, os quais atuam como efetores importantes mediando o controle dos parasitas e consequentemente da infecção, mas também podem causar dano tecidual inespecífico quando em concentrações exacerbadas. Em relação ao tecido cardíaco, ROS e NO já foram associados à capacidade de regular a função de muitos componentes envolvidos na manutenção das propriedades mecânicas e elétricas dos cardiomiócitos, bem como no fenômeno do acoplamento excitação-contração nestas células. Portanto, é razoável supor que essa produção de moléculas reativas tem um papel importante durante o estabelecimento da cardiomiopatia chagásica. Dessa forma, este estudo teve como objetivo investigar o envolvimento da produção e equilíbrio entre ROS e NO no remodelamento eletromecânico do coração durante a fase aguda da Doença de Chagas. Camundongos Wild-Type (WT) e deficientes para NADPH oxidase 2 (PHOXKO) foram infectados ou não com T. cruzi da cepa Y (i.p.). Todos os experimentos foram realizados após 15 ± 1 dias de infecção (dpi). Para os ensaios celulares, os cardiomiócitos foram isolados por meio da perfusão de uma solução nutritiva contendo uma mistura de enzimas através de um sistema de Langendorff, seguido por dispersão mecânica, em um gradiente de concentração crescente de cálcio. Foi observado que camundongos PHOXKO 15dpi apresentaram prolongamento do tempo para repolarização do potencial de ação (PA) em comparação com os outros grupos, os quais foram semelhantes entre si. No entanto PHOXKO 15dpi não tiveram alterações nas correntes de cálcio e de potássio de saída em comparação com os controles, em oposição aos cardiomiócitos provenientes de animais WT 15dpi, que tiveram uma redução em ambos os componentes. O aumento da duração do PA (APD) em PHOXKO 15dpi foi acompanhado pelo aumento da alternância do PA neste grupo, a qual tem sido relacionada à geração de arritmias graves. Tais alternâncias da APD foram melhoradas por pré-incubação com o inibidor das sintases de NO, L-NAME, embora o aumento da APD manteve-se inalterado. Além disso, ambos os camundongos WT e PHOXKO infectados apresentaram redução da fração de encurtamento celular, e o L-NAME foi capaz de restaurar este parâmetro apenas no grupo WT 15dpi. Além disso, os cardiomiócitos de PHOXKO 15dpi apresentaram níveis mais elevados de contrações arrítmicas independentes da estimulação de campo, quando comparado com outros grupos, as quais foram abolidas pela exposição ao L-NAME. Essas alterações na excitabilidade e contratilidade celular foram associadas à redução do transiente de cálcio em PHOXKO 15dpi quando comparado aos outros grupos, apesar de nenhuma diferença ter sido observada em sua fase de decaimento. A redução observada no pico do transiente nos animais PHOXKO 15dpi não foi restaurada pelo L-NAME. O conjunto de observações a nível celular refletiu-se em mudanças substanciais na função cardíaca estudada pela técnica de coração isolado, apesar de não haver diferenças significativas na tensão sistólica do coração entre os grupos. Também camundongos PHOXKO 15dpi apresentaram altas taxas de arritmias graves obervadas no eletrocardiograma e redução da pressão arterial média estudada a partir da técnica de plestimografia de cauda. Com esses dados podemos então, concluir que a produção de ROS e NO modula diretamente as alterações eletromecânicas do coração durante a fase aguda da cardiopatia chagásica.The infection by Trypanosoma cruzi leads to the development of an intense inflammatory response. Among the consequences of this inflammation, high levels of reactive oxygen species (ROS) and nitric oxide (NO) are produced, which act as important effectors mediating parasites killing and thus the control of infection, but also may cause nonspecific tissue damage under high amounts. Regarding the heart tissue, ROS and NO have been found to regulate the function of many components involved in management of the mechanical and electrical properties of the cardiomyocytes and so as in the excitation-contraction coupling phenomena in these cells. Ergo, it seems reasonable to hypothesize that this reactive molecules production has an important role during the establishment of the cardiomyopathy related to Chagas disease. Therefore, in this study we aimed to investigate the involvement of ROS and NO production and balance in the electromechanical remodeling of the heart during the acute phase of Chagas´ disease. Wild-Type (WT) mice and NADPH phagocyte oxidase-2 (PHOXKO) deficient mice were infected or not with 1000 Y strain T. cruzi i.p. All experiments were performed after 15±1 days of infection (dpi). For cell assays, cardiomyocytes were isolated by perfusing a nutritive solution containing a mix of enzymes through a Langendorff system, followed by mechanical dispersion, in an increasing calcium concentration gradient. We found that PHOXKO 15dpi mice displayed prolonged action potential (AP) repolarization time compared to the other groups, which were similar between themselves. However PHOXKO 15dpi had no changes in calcium and outward potassium currents compared to the controls, in spite of WT 15dpi, which had a reduction in both components. The increase in AP duration (APD) in PHOXKO15dpi was accompanied by increased APD alternans in this group, which has been related to the generation of severe arrhythmias. Such APD alternans was ameliorated by pre-incubation with the NO-synthases inhibitor L-NAME, although the increased APD was remained unchanged. Also, both infected PHOXKO and WT mice exhibited a decreased cell shortening during contraction when compared to the non infected mice, and L-NAME could restore this parameter only in the WT 15dpi group. Also, cardiomyocytes from PHOXKO15dpi displayed higher levels of arrhythmic contractions apart from the field stimulation when compared to other groups, which was fully abolished by exposure to L-NAME. The altered excitability and contractility was associated with reduced calcium transient in PHOXKO 15dpi compared to the other groups, although no difference was observed in the decay phase of the transient. Also the peak transient was not restored by L-NAME. The set of observations at the cellular level reflected in to significant chances in cardiac function studied by the isolated heart technique, despite no significant differences in the systolic tension of the heart between groups. Also PHOXKO 15 dpi mice exhibited high rates of severe arrhythmias in the electrocardiogram and low mean arterial pressure studied by tail plestimography, compared to the other groups. Overall, we conclude that ROS and NO production directly modulates the electromechanical remodeling of the heart during acute phase of chagasic cardiomyopathy